Як шумить сплячий мозок

Наш мозок працює навіть уві сні, згадуючи, що сталося з нами в минулому. Щоправда, яку роль у роботі мозку відіграють такі пасивні і несвідомі спогади, ми поки не знаємо.


Роботу людського мозку можна описати в «мережевих» термінах: для кожного завдання, будь то вирішення математичного рівняння або ж планування робочого дня, існує набір нейронних кластерів, об'єднаних нейронними шлейфами. Один від одного їх можна відрізнити за допомогою функціональної магнітно-резонансної томографії (фМРТ), яка показує, які ділянки мозку в даний момент постачаються кров'ю трохи краще, а які - гірше. Ті, до яких йде багато крові, очевидно, споживають багато енергії, а значить, залучені до вирішення поточного завдання.


З часом з'ясувалося, що нейронні мережі працюють не тільки тоді, коли у них є конкретне завдання, але і весь інший час, і навіть уві сні або під загальним наркозом, коли свідома діяльність припиняється. Безумовно, такий фоновий шум поступається в інтенсивності нейронним реакціям в момент власне вирішення проблеми, але, тим не менш, дивна активність все ж має місце. Її можна порівняти з роботою вхолосту двигуна автомобіля, який стоїть на місці і просто спалює бензин.

З одного боку, так можна було б пояснити, чому мозок споживає настільки багато енергії (20% від загальних енергетичних витрат організму). З іншого боку, скептики вважають, що фонова активність нейронних мереж є просто методичний артефакт, що ми просто неправильно інтерпретуємо результати фМРТ, яка не дає достатньої роздільної здатності при скануванні мозку, і тому ми одним нейронним кластерам приписуємо активність інших, які якраз працюють над чимось конкретним.


Вирішити, хто тут правий, а хто ні, допомогло б пряме спостереження за активністю нейронів, але для цього потрібно впровадитися прямо в людський мозок. Суто в дослідницьких цілях такого не зробиш, але можна скористатися нагодою і поекспериментувати з хворими на епілепсію, яким електроди в мозок вводять в медичних цілях - щоб точно визначити нейронний кластер, винний в епілептичних припадках. І ось протягом декількох днів Джозеф Парвізі (Josef Parvizi) і його колеги зі Стенфорда спостерігали за «електродизованими» хворими, намагаючись зловити активність так званої «мережі за замовчуванням» або дефолтної мережі. Так називають систему нервових вузлів, які працюють у стані спокою і повної розосередженості. Дефолтна мережа досить велика і, судячи з її активності, вона споживає більше енергії, ніж інші нейронні системи. Деякі вважають, що з нею пов'язаний феномен самосвідомості, що завдяки активності дефолтної мережі народжується розуміння, що ти - це ти, причому народжується воно в тому числі і з індивідуальної пам'яті, коли людина згадує, наприклад, що вона їла на сніданок. Якщо запитати в такий момент, скільки буде 32 помножити на 5, дефолтна мережа замовкне, і одночасно зароблять інші центри, що відповідають за арифметику.

В експерименті брали участь троє добровольців (двоє чоловіків і одна жінка), у яких електроди стояли саме в ділянках кори, що входять до структури «мережі за замовчуванням». Крім того, вони були досить далекі один від одного, тобто можна було зареєструвати активність однієї нейронної зони, не боячись, що її сусід спотворить нам картину. Спочатку людина повинна була говорити про щось, що нещодавно сталося в її житті і в чому вона безпосередньо брав участь. Активність центрів дефолтної мережі, як і очікувалося, сильно зростала. Потім роботу нейронів реєстрували в момент повного відпочинку, коли людина просто лежала з закритими очима або спала. У статті в Neuron автори пишуть, що малюнок активності дефолтної мережі в обох випадках збігався. Тобто мозок прокручував в собі автобіографічну пам'ять навіть тоді, коли його про те не просили. Результати прямого спостереження за нейронами підтвердили і дані фМРТ.

Але хоча і вдалося підтвердити, що в несвідомому стані мозок здатний працювати так само, як ніби перед ним стоять цілком конкретні завдання, ми поки не знаємо, навіщо це потрібно. Велика спокуса сказати, що, постійно звертаючись до автобіографічної пам'яті, мозкові центри тим самим аналізують особистісний досвід, підсилюють або послаблюють якісь риси психології і намагаються вгадати, з чим ми можемо зіткнутися в майбутньому. Однак все ж не варто занадто захоплюватися такими міркуваннями, принаймні, до тих пір, поки тут не будуть проведені додаткові дослідження.

COM_SPPAGEBUILDER_NO_ITEMS_FOUND